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什么是半橋和全橋?區(qū)別作用原理圖-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2025-03-17 

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什么是半橋和全橋?區(qū)別作用原理圖-KIA MOS管


半橋電路

由兩個功率開關(guān)器件(如MOS管)以圖騰柱形式連接,中間點作為輸出,提供方波信號。它只有半個橋臂,通常包含兩個開關(guān)管、一個電感和一個電容。


工作原理:兩個開關(guān)管交替導(dǎo)通,使變壓器原邊形成幅值為Ui/2的交流電壓。通過改變開關(guān)占空比,可以調(diào)節(jié)輸出電壓。半橋電路需要設(shè)置死區(qū)時間,以防止兩個開關(guān)管同時導(dǎo)通造成短路。


全橋電路

由四個功率開關(guān)器件組成,形成一個完整的橋臂。兩個開關(guān)管連接到電源正極,另外兩個連接到電源負(fù)極,通過控制開關(guān)狀態(tài)實現(xiàn)對電流流向和大小的精確控制。


工作原理:四個開關(guān)管協(xié)同工作,能夠?qū)崿F(xiàn)對電源電壓的完全控制。通過控制開關(guān)狀態(tài),可以實現(xiàn)電機(jī)的正向、反向和制動運動。


半橋和全橋電路原理圖

半橋電路

半橋和全橋

半橋電路由兩個串聯(lián)的功率開關(guān)和兩個串聯(lián)的電容組成。當(dāng)V1導(dǎo)通時,V2關(guān)斷,電容C1上的能量釋放到負(fù)載R上,輸出電壓Uo為正,同時電容C2充電。當(dāng)V1關(guān)斷后,V2導(dǎo)通,電容C2的能量釋放到負(fù)載R上,輸出電壓Uo為負(fù),同時電容C1充電。開關(guān)管V1、V2交替導(dǎo)通,使負(fù)載獲得交流電能。兩個電容的串聯(lián)作為帶動變壓器負(fù)載。不過要注意,當(dāng)工作在50Hz-60Hz的情況下,電容的容量需求會比較大,這會導(dǎo)致電路的體積變化和成本增加。


全橋電路

半橋和全橋

全橋電路也稱為H橋電路,由四個功率開關(guān)管組成。其中Q1和Q4通斷互補,Q2和Q3通斷互補。當(dāng)Q1、Q3閉合,Q2、Q4斷開時,負(fù)載電壓Uo為正;當(dāng)Q1、Q3斷開,Q2、Q4閉合時,負(fù)載電壓Uo為負(fù)。Q1、Q3和Q2、Q4交替導(dǎo)通,使負(fù)載獲得交流電能。當(dāng)負(fù)載不是純電阻時,負(fù)載電壓和負(fù)載電流不是同相位,這時候的開關(guān)管的寄生二極管就起到了電流續(xù)流的作用。相比半橋,全橋電路更適合大功率應(yīng)用場合。


半橋電路通過兩個開關(guān)管和兩個電容的交替工作來實現(xiàn)交流電的輸出。而全橋電路則通過四個開關(guān)管的互補導(dǎo)通來實現(xiàn)交流電的輸出。全橋電路在相同的開關(guān)電流下,輸出功率是半橋的兩倍,因此更適合大功率應(yīng)用。


半橋電路:適用于低功率應(yīng)用,如小型電機(jī)驅(qū)動、太陽能逆變器、變頻空調(diào)等。由于其成本低且控制相對容易,常用于中小功率場合(1KW以下)。


全橋電路:適用于高功率應(yīng)用,如直流電機(jī)驅(qū)動、電力變換器、UPS不間斷電源等。全橋電路能夠提供更精確的控制,適合需要調(diào)速和制動的場景。


半橋驅(qū)動和全橋驅(qū)動

半橋驅(qū)動是一種電路,用兩個電力開關(guān)(如MOS管)來控制電流。想象一下你有兩個水龍頭,一個控制冷水(一個開關(guān)),一個控制熱水(另一個開關(guān)),你可以通過調(diào)整這兩個水龍頭來調(diào)節(jié)水溫。在電路中,半橋驅(qū)動通過交替打開這兩個“水龍頭”(電力開關(guān))來控制電流的方向和大小,廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制和電源變換器。


全橋驅(qū)動是半橋的擴(kuò)展,使用四個電力開關(guān)(如MOS管)。這就像你有四個水龍頭,兩個控制熱水,兩個控制冷水。通過更精細(xì)地調(diào)節(jié)這四個水龍頭,你可以更精確地控制水的溫度和流量。在電路中,全橋驅(qū)動通過更復(fù)雜的方式控制電流,使得電機(jī)可以前進(jìn)也可以后退,非常適合需要雙向控制的應(yīng)用,如電動汽車的電機(jī)。


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